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Mostrar que $(1,x,x^2),(1,y,y^2),(1,z,z^2)$ formulario de una base de $\mathbb{R}^3$ fib $x\neq y, x \neq z, y \neq z$

Estoy teniendo algunos problemas con esto porque siempre me han negado las declaraciones. Si trato de demostrar tanto la dirección directamente me sale que tres elementos no son todos iguales entre sí y los tres vectores forman una base, o si se prueba por contrapositivo puedo obtener la declaración de que los vectores no a partir de una base y por lo tanto no abarcan $\mathbb{R}^3$ y no son linealmente independientes. De cualquier manera me terminan con negado las declaraciones, lo que me parece difícil de utilizar en las pruebas.

Lo que he llegado hasta ahora:

$=>$ A prueba por contraposición: Supongamos $(1,x,x^2),(1,y,y^2),(1,z,z^2)$ formulario de una base de $\mathbb{R}^3$ y asumir que $x=y \vee x=z \vee y=z$. En cada caso se deduce que al menos dos de los tres vectores son iguales y por lo tanto los tres vectores no son linealmente independientes, por lo tanto, $(1,x,x^2),(1,y,y^2),(1,z,z^2)$ no puede ser una base de $\mathbb{R}^3$.

$<=$ A prueba por contraposición: Supongamos $(1,x,x^2),(1,y,y^2),(1,z,z^2)$ no son una base de $\mathbb{R}^3$, entonces los vectores no son linealmente independientes o no abarcan $\mathbb{R}^3$.

Caso 1: Uno de los vectores es que en el lapso de los otros dos. Luego de ello se desprende que existe una combinación lineal de la siguiente forma : $1x + 0y = z$, donde x es el vector de la $(1,x,x^2)$ e y y z las correspondientes de los otros dos vectores. Luego de ello se sigue que $(1,x,x^2) = (1,z,z^2)$ y, por tanto,$x=z$$x,z \in \mathbb{R}$. El resultado sería el mismo en los otros casos.

Caso 2: ni idea.

Honestamente no me siento como si esas pruebas son correctas. Para la segunda dirección en el caso 1, no estoy seguro de si el hecho de que los vectores no son linealmente independientes, implica el hecho de que existe una combinación lineal de la forma $1x + 0y = z$.

¿Alguien puede decirme qué he hecho mal hasta ahora y darle algunos consejos para que me ayude a probar esto?

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Michael Hoppe Puntos 5673

Sugerencia: Calcular el determinante. Inmediatamente verá la equivalencia.

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Adam Puntos 1493

Deje $v_x=(1, x, x^2)^T$. La prueba de $\implies$ está bien, aunque me gustaría reformular un poco: la Suposición de que $v_x$, $v_y$, $v_z$ formar una base de $\mathbb R^3$ sólo es confuso porque no utilizarlo en cualquier lugar y que están demostrando conversar de esta declaración directamente desde la suposición de que al menos dos de $x$, $y$, $z$ son iguales.

Como de $\impliedby$: lo que está mal. No se puede asumir que $1\cdot v_x + 0\cdot v_y = 1\cdot v_z$. Sólo se sabe que $$\alpha_1v_x + \alpha_2v_y + \alpha_3v_z = 0,$$ for some $\alpha_i\in\mathbb R$ with at least one of $\alpha_i$s different than $0$. But after all I recommend proving it directly: assume that $x$, $s$, $z$ son pares nonequal y resolver el sistema de ecuaciones $$ \left\{ \begin{array}{ccccccc} \alpha_1 &+& \alpha_2 &+& \alpha_3 &=& 0 \\ \alpha_1x &+& \alpha_2y &+& \alpha_3z &=& 0 \\ \alpha_1x^2 &+& \alpha_2y^2 &+& \alpha_3z^2 &=& 0 \end{array} \right. $$

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Nick Khaing Puntos 11

Sugerencia: Todo lo que necesita para demostrar que constituyen una base para $\mathbb{R}^3$ iff la matriz compuesta de ellos tiene rango $3$.

Edit: Claro,

$\left(\begin{matrix} 1 & x & x^2 \\ 1 & y & y^2 \\ 1 & z &z^2 \end{matrix}\right)\sim \left(\begin{matrix} 1 & x & x^2 \\ 0 & y-x & (y-x)(y+x) \\ 0 & z-x & (z-x)(z+x) \end{matrix}\right)$

Vamos a la tercera fila, menos el producto de segunda fila con $\frac{z-x}{y-x}$, uno a la conclusión de la $\Leftarrow$ lado.

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